JP6599624B2 - 変動量予測回路及びエージング補償回路 - Google Patents

変動量予測回路及びエージング補償回路 Download PDF

Info

Publication number
JP6599624B2
JP6599624B2 JP2015052230A JP2015052230A JP6599624B2 JP 6599624 B2 JP6599624 B2 JP 6599624B2 JP 2015052230 A JP2015052230 A JP 2015052230A JP 2015052230 A JP2015052230 A JP 2015052230A JP 6599624 B2 JP6599624 B2 JP 6599624B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
amount
time
fluctuation amount
variation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015052230A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015195578A (ja
Inventor
健 宮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Dempa Kogyo Co Ltd filed Critical Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority to JP2015052230A priority Critical patent/JP6599624B2/ja
Publication of JP2015195578A publication Critical patent/JP2015195578A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6599624B2 publication Critical patent/JP6599624B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

本発明は、変動量予測回路及びエージング補償回路に関する。
従来、外部から入力された基準信号と発振器から出力された発振信号との位相差が一定になるように発振器に対してフィードバック制御を行い、安定的に発振信号を出力させるPLL回路が知られている。このようなPLL回路では、基準信号が入力されなくなった場合に、発振器から安定的に発振信号を出力することが行われている。例えば、ループフィルタから温度補償電圧発生回路に切り替え、温度補償電圧発生回路からの出力電圧を発振器に供給することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−106960号公報
ところで、発振器に水晶振動子を用いる場合、時間の経過に従って発振信号の周波数が変動するエージング変動が発生することが知られている。しかしながら、従来のPLL回路では、エージング変動については考慮されていないため、基準信号が入力されなくなると、時間の経過に従って発振信号の周波数が変動するという問題があった。
エージング変動は、一般的に対数曲線を描くことが知られている。そこで、水晶振動子のエージング変動の対数曲線に基づいて発振信号の周波数の変動を抑制するための補償制御を行うことで、発振信号の周波数変動量を低減することができる。しかし、曲線の曲率や絶対周波数には個体差があるので、それぞれのエージング変動に合わせた補償制御をすることは困難であった。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、発振器のエージング変動による周波数変動を補償する簡易な方法を提供することを目的とする。また、本発明は、適切にエージング補償を行うことができるエージング補償回路を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係る変動量予測回路は、周波数制御値に基づいて発振信号を出力する水晶発振器における、周波数エージングによる前記周波数制御値の変動量を予測する変動量予測回路であって、基準時刻における前記周波数制御値の単位時間あたりの変動量である単位変動量を測定する変動量測定部と、前記基準時刻における前記単位変動量を示す初期変動量に基づいて、所定の時間間隔の整数倍の時間ごとに前記単位変動量を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記単位変動量に基づいて、現在の前記変動量を予測する予測部と、前記予測部が予測した前記変動量を出力する出力部と、を備える。
上記の変動量予測回路は、前記単位変動量が前記初期変動量の1/K(ただし、K>1)となるまでの時間間隔を測定する時間間隔測定部をさらに備え、前記算出部は、前記時間間隔に対して、Kをi乗(ただし、i=1、2、3、・・・、n)した値を乗算して得られる時間間隔ごとに前記単位変動量を1/K倍し、当該時間間隔おきに前記単位変動量を算出してもよい。
また、上記の変動量予測回路は、前記単位変動量が、前記初期変動量に対して所定の比Aになるまでの時間間隔ΔTを測定する時間間隔測定部をさらに備え、前記算出部は、時刻T1+m・ΔT(ただし、T1は基準時刻、mは2以上の整数)における前記単位変動量をA m−1として算出してもよい。
また、上記の変動量予測回路は、前記基準時刻から所定の時間間隔ΔTを測定する時間間隔測定部をさらに備え、前記算出部は、前記基準時刻から前記時間間隔ΔTが経過した後の時刻における前記単位変動量の前記基準時刻における前記単位変動量に対する比Aを算出し、時刻T1+m・ΔT(ただし、T1は基準時刻、mは2以上の整数)における前記単位変動量をA m−1として算出してもよい。
また、前記変動量予測回路は、前記単位変動量が算出された時刻からの経過時間と、当該経過時間における前記単位変動量からの変化率とを関連付けて複数記憶するテーブルをさらに備え、前記予測部は、前記変動量を予測する時点までに算出された前記単位変動量及び前記テーブルに記憶されている前記変化率に基づいて、現在の前記変動量を予測してもよい。
また、前記変動量予測回路は、前記単位変動量の変化量を測定する測定部をさらに備え、前記出力部は、前記単位変動量の変化量が所定量以上の場合に、前記予測部が予測した変動量を選択し、前記単位変動量の変化量が前記所定量未満の場合に、前記初期変動量を前記変動量として選択し、選択した前記変動量を出力してもよい。
また、前記出力部は、前記単位変動量の変化量が前記所定量未満の場合に、選択された前記変動量を補正し、補正した前記変動量を出力してもよい。
本発明の第2の態様に係るエージング補償回路は、入力される周波数制御値に基づいて発振信号を出力する水晶発振器と、基準信号の位相と、前記水晶発振器から出力された発振信号の位相とを比較し、位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、前記位相比較器から出力された電圧を、前記水晶発振器を制御する前記周波数制御値に変換して出力するループフィルタと、前記ループフィルタが出力する前記周波数制御値に基づいて前記変動量を予測する、第1の態様に係る変動量予測回路と、前記基準信号が入力されている場合に前記周波数制御値を前記水晶発振器に出力し、前記基準信号が入力されていない場合に、前記周波数制御値に前記変動量を加算して前記水晶発振器に出力する加算部と、を備える。
また、前記エージング補償回路は、前記ループフィルタと前記変動量予測回路との間に、前記ループフィルタが出力する前記周波数制御値の移動平均を算出して前記変動量予測回路に出力する移動平均算出回路をさらに備えてもよい。
本発明によれば、発振器のエージング変動による周波数変動を簡易な方法で補償することができるという効果を奏する。
第1の実施形態に係るエージング補償回路の回路構成図である。 第1の実施形態に係る変動量予測回路の回路構成図である。 第1の実施形態に係る変動量の時間的な変化と変動量保持部が保持する単位変動量とを示す図である。 第1の実施形態に係る時間間隔を等分したときの例を示す図である。 第1の実施形態におけるルックアップテーブルに記憶されている変動率情報を示す図である。 第2の実施形態に係る変動量予測回路の回路構成図である。 第2の実施形態に係る制御電圧の変動量の時間的な変化を示す図である。
<第1の実施形態>
[エージング補償回路1の構成]
図1は、第1の実施形態に係るエージング補償回路1の回路構成図である。
エージング補償回路1は、水晶発振器2と、位相比較器3と、ループフィルタ4と、移動平均算出回路5と、変動量予測回路6と、加算部7と、加算部8とを備える。
水晶発振器2は、水晶振動子を備えており、加算部8から出力された周波数制御値としての制御電圧に基づいて水晶振動子を発振させることにより発振信号を生成する。水晶発振器2は、発振信号を外部に出力するとともに、位相比較器3に出力する。
位相比較器3は、外部から入力される基準信号(例えば、1秒に1回入力されるGPSのパルス信号)が入力されている場合、当該基準信号の位相と、水晶発振器2から出力された発振信号の位相とを比較し、位相差に応じた電圧を出力する。また、位相比較器3は、基準信号が入力されていない場合、出力を行わない。
ループフィルタ4は、位相比較器3から出力された電圧を、水晶発振器2を制御する制御電圧に変換する。ループフィルタ4は、制御電圧を加算部7に出力するとともに、移動平均算出回路5に出力する。
移動平均算出回路5は、位相比較器3に基準信号が入力されている場合、ループフィルタ4から入力された制御電圧の移動平均を算出し、変動量予測回路6に出力する。また、移動平均算出回路5は、位相比較器3に基準信号が入力されていない場合、最後に出力した値を保持して出力する。移動平均算出回路5を備えることにより、ノイズ等による制御電圧の変動が、変動量予測回路6に対して影響を及ぼすことを軽減することができる。
変動量予測回路6は、ループフィルタ4が出力し、移動平均算出回路5を介して入力された制御電圧に基づいて、水晶発振器2の周波数エージングによる制御電圧の変動量を予測する。変動量予測回路6は、周波数エージングによる制御電圧の変動量の時間的な変化を示す曲線が対数曲線を示すものとして、所定の時間間隔ごとに対数曲線の傾き(後述の単位変動量)を算出し、傾きに基づいて制御電圧の変動量を予測する。変動量予測回路6は、位相比較器3に基準信号が入力されている場合、出力を行わず、位相比較器3に基準信号が入力されなくなると、最後に予測した変動量を保持し、当該変動量を出力する。変動量予測回路6の詳細については後述する。
加算部7は、位相比較器3に基準信号が入力されている場合に、ループフィルタ4から出力された制御電圧を加算部8に出力する。また、加算部7は、位相比較器3に基準信号が入力されていない場合に、ループフィルタ4から出力された制御電圧に変動量予測回路6が予測した変動量を加算して加算部8に出力する。
加算部8は、加算部7から出力された電圧の符号を逆にして水晶発振器2に出力する。
続いて、変動量予測回路6の詳細について説明する。図2は、第1の実施形態に係る変動量予測回路6の回路構成図である。図3は、第1の実施形態に係る制御電圧の変動量の時間的な変化を示す図である。ここで、図3における縦軸は制御電圧の変動量を示し、横軸は変動量予測回路6により変動量の測定を開始した時刻からの経過時間を示している。
変動量予測回路6は、遅延回路11と、減算器12と、初期変動量保持部13と、時間間隔測定部14と、タイマ15と、変動量保持部16と、乗算器17と、ルックアップテーブル18と、予測部としての予測値補間部19と、加算部20と、遅延回路21と、遅延回路22と、減算器23と、出力部としての予測値選択部24とを備える。
遅延回路11及び減算器12は、変動量測定部として機能し、制御電圧の電圧値の単位時間あたりの変動量(対数曲線の傾き)を示す単位変動量を測定する。
具体的には、遅延回路11は、位相比較器3に基準信号が入力されている場合、移動平均算出回路5から入力された制御電圧の電圧値を単位時間遅延させる。遅延回路11は、遅延させた制御電圧の電圧値を減算器12に入力する。また、遅延回路11は、位相比較器3に基準信号が入力されなくなると、最後に算出した制御電圧の電圧値を保持し、当該電圧値を減算器12に入力する。
減算器12は、移動平均算出回路5から直接入力された制御電圧の電圧値と、遅延回路11によって遅延された制御電圧の電圧値との差分を算出する。この差分は、制御電圧の単位変動量となる。減算器12は、算出した差分を、初期変動量保持部13、時間間隔測定部14、遅延回路22及び減算器23に出力する。
なお、遅延回路11は、単位時間とは異なる所定時間にわたって制御電圧の電圧値を遅延させてもよい。この場合、減算器12の後段に、減算器12が出力した差分を所定時間で除算する除算器を設けることにより、単位変動量を算出してもよい。
初期変動量保持部13は、位相比較器3に基準信号が入力されなくなってから、遅延回路11から最初に出力された単位変動量を、基準時刻T1における制御電圧の初期変動量として保持する。
時間間隔測定部14は、単位変動量が、基準時刻における単位変動量を示す初期変動量の1/K(K>1)となるまでの時間間隔を測定する。ここで、第1の実施形態では、説明を簡略にするため、Kが2であるものとして説明を進める。
具体的には、時間間隔測定部14は、遅延回路11から出力された単位変動量をモニタリングし、単位変動量が初期変動量の1/2となるまでの時間間隔ΔTを測定する。時間間隔測定部14は、T1から時間間隔ΔTだけ経過した時刻T2において、時間間隔ΔTをタイマ15に出力する。
タイマ15、変動量保持部16及び乗算器17は、算出部として機能し、所定の時間間隔の整数倍の時間ごとに、基準時刻における単位変動量に基づいて単位変動量を算出する。本実施形態におけるタイマ15、変動量保持部16及び乗算器17は、時間間隔測定部14が測定した時間間隔ΔTに対して、K(ここでは、K=2)をi乗(ただし、i=1、2、3、・・・、n)した値Kを乗算して得られる時間間隔ごとに単位変動量を1/K倍し、時間間隔ごとの単位変動量を算出する。
具体的には、タイマ15は、時間間隔測定部14が時間間隔ΔTを出力したことに応じて、初期設定として、処理開始信号を変動量保持部16に出力する。例えば、タイマ15は、時刻T2において処理開始信号を変動量保持部16に出力する。
その後、タイマ15は、以下の式に基づいて、時間間隔ΔTiを算出する。
ΔTi=ΔT*2(ただし、i=1、2、3、・・・、n)
ここで、iの初期値は1であり、iは1ずつ加算されるものとする。タイマ15は、時間間隔ΔTiを算出すると、時間間隔ΔTiを計時する。そして、タイマ15は、時間間隔ΔTiが経過すると、変動量保持部16に処理開始信号を出力する。例えば、タイマ15は、図3に示すように、時刻T2から2ΔT経過した時刻T3、時刻T3から4ΔT経過した時刻T4に、処理開始信号を変動量保持部16に出力する。
変動量保持部16は、タイマ15から処理開始信号が出力されると、単位変動量を追加して保持する処理を実行する。
具体的には、変動量保持部16は、タイマ15から処理開始信号が出力されると、保持している単位変動量のうち、最も新しく保持した単位変動量を乗算器17に出力する。ここで、変動量保持部16は、初めて処理を行う時刻T2においては、単位変動量を保持していないことから、初期変動量保持部13が保持している初期変動量を取得して乗算器17に出力する。乗算器17は、入力された単位変動量に1/2を乗算し、算出結果を変動量保持部16に出力する。変動量保持部16は、乗算器17が出力した算出結果を新たな単位変動量として保持する。これにより、変動量保持部16は、時刻T1、T2・・・、Tiのそれぞれにおける単位変動量を保持する。
ルックアップテーブル18は、単位変動量が算出された時刻からの経過時間と、当該経過時間における単位変動量からの変化率とを関連付けて記憶する。具体的には、ルックアップテーブル18は、2をM乗した値2(ただし、Mは自然数)で時間間隔ΔTiを等分したときの分割点それぞれにおける単位変動量の減少率を記憶する。ここで、制御電圧の特性は対数曲線を示すことから、各時間間隔(ΔT、2ΔT、4ΔT、・・・)を、2で等分すると、各時間間隔のそれぞれの分割点における減少率は同じ値となる。例えば、T2から1/8*2ΔTだけ経過した時刻における減少率は、T3から1/8*4ΔTだけ経過した時刻における減少率と等しい。
図4は、第1の実施形態に係る時間間隔ΔTiを等分したときの例を示す図である。図5は、第1の実施形態におけるルックアップテーブル18に記憶されている変動率情報を示す図である。図4及び図5は、Mを3とし、時間間隔ΔTiを8等分したときの例を示している。ルックアップテーブル18は、時間間隔ΔTiを8等分したときのそれぞれの分割点における時刻Tiからの経過時間(例えば、1/8ΔTi、2/8ΔTi、・・・、7/8ΔTi)と、時刻Tiにおける単位変動量を基準としたときの、それぞれの分割点における単位変動量の減少率とを関連付けて変動率情報として記憶する。
ここで、各時間間隔のそれぞれの分割点における減少率は同じ値となることから、ルックアップテーブル18に記憶されている減少率を用いて、時間間隔内の時刻(例えば、時刻T2と時刻T3との間の複数の時刻)における単位変動量を算出することができる。例えば、T2から1/8*2ΔTだけ経過した時刻における減少率、及びT3から1/8*4ΔTだけ経過した時刻における減少率は、いずれも、図5に示す1/8ΔTiに対応する減少率を参照すればよく、この場合の減少率は「0.89」となる。なお、ルックアップテーブル18に記憶される減少率の値は、近似曲線の積分値が、近似対象の制御電圧の電圧値の積分値と近くなるように設定される。このようにすることで、水晶発振器2の発振信号の位相誤差を抑制することができる。
予測値補間部19は、変動量保持部16及び乗算器17が算出した単位変動量に基づいて、制御電圧の現在の変動量を予測する。具体的には、予測値補間部19は、制御電圧の変動量を予測する時点までに算出された単位変動量及びルックアップテーブル18に記憶されている複数の変化率に基づいて、制御電圧の現在の変動量を予測する。
例えば、予測値補間部19は、ルックアップテーブル18に記憶されている複数の変化率に基づいて、ある単位変動量を算出した時間から、次の単位変動量を算出した時間までの間の各時間における変動量の増分を算出し、この増分を合計することによって制御電圧の現在の変動量を予測する。
加算部20及び遅延回路21は、積算器として機能する。加算部20及び遅延回路21は、初期変動量保持部13が保持している初期変動量(傾き)を積分することにより現在の変動量を算出する。例えば、水晶発振器2の動作開始から十分な時間が経過した後、基準信号が入力されなくなると、変動量は、ほぼ線形的に増加する。加算部20及び遅延回路21は、線形的な増加傾向に対応した変動量を簡易に算出することができる。
遅延回路22及び減算器23は、測定部として機能し、単位変動量の変化量を測定する。
遅延回路22は、位相比較器3に基準信号が入力されている場合、減算器12から出力された差分の値を単位時間遅延させる。遅延回路22は、遅延させた差分の値を減算器23に出力する。また、遅延回路22は、位相比較器3に基準信号が入力されなくなると、最後に算出した差分の値を保持し、当該差分の値を減算器23に入力する。
減算器23は、遅延回路22から出力された差分の値と、遅延回路22によって遅延された差分の値との差分を算出する。算出された差分は、単位変動量の変化量となる。減算器23は、単位変動量の変化量を予測値選択部24に出力する。
予測値選択部24は、予測値補間部19が予測した変動量、又は遅延回路21が出力した現在の変動量を加算部7に出力する。具体的には、予測値選択部24は、減算器23から出力された単位変動量の変化量が所定量以上の場合に、予測値補間部19が予測した変動量を選択し、単位変動量の変化量が所定量未満の場合に、遅延回路21から出力された変動量を選択する。
より具体的には、予測値選択部24は、単位変動量が初期変動量の半分となった後、すなわち、時間間隔測定部14が時間間隔ΔTを測定し終えた後において、予測値補間部19が予測した変動量を選択する。また、予測値選択部24は、単位変動量が初期変動量の半分になる前、すなわち、時間間隔測定部14が時間間隔ΔTを測定し終える前において、遅延回路21から出力された変動量を制御電圧の変動量として選択する。そして、予測値選択部24は、選択した変動量を出力する。
なお、予測値選択部24は、単位変動量の変化量が所定量未満の場合に、選択した変動量を補正してもよい。例えば、予測値選択部24は、初期変動量が時間に従って線形的に減少するものとして、選択した変動量を補正してもよい。このようにすることで、時間間隔ΔTを測定し終える前であっても、制御電圧の変動量を精度良く予測することができる。
また、予測値選択部24は、時間間隔測定部14が時間間隔ΔTを測定し終える前において、単位変動量の変化量が増加傾向の場合には1次直線近似を行うことにより選択した変動量を補正し、単位変動量が減少傾向の場合には選択した変動量を補正せずに出力してもよい。
[第1の実施形態の効果]
以上説明したように、第1の実施形態に係る変動量予測回路6は、周波数制御値の単位時間あたりの変動量を示す単位変動量を測定する遅延回路11及び減算器12と、単位変動量が、基準時刻における初期変動量の1/Kとなるまでの時間間隔を測定する時間間隔測定部14と、時間間隔に対して、Kを乗算して得られる時間間隔ごとに単位変動量を1/K倍し、時間間隔ごとの単位変動量を算出するタイマ15、変動量保持部16及び乗算器17と、算出した単位変動量に基づいて、現在の変動量を予測する予測値補間部19と、予測値補間部19が予測した変動量を出力する予測値選択部24とを備える。
このようにすることで、変動量予測回路6は、測定した単位変動量に基づいて、時間間隔ごとの単位変動量を算出し、算出した単位変動量に基づいて現在の変動量を予測するので、水晶発振器2が備える水晶振動子の個々のエージング特性に対応して制御電圧の変動量を精度良く予測することができる。
予測値補間部19は、変動量を予測する時点までに算出された単位変動量及びルックアップテーブル18に記憶されている変化率に基づいて、制御電圧の現在の変動量を予測する。このようにすることで、単位変動量を測定した時刻の間の時刻についても、制御電圧の変動量を精度良く算出することができる。
また、第1の実施形態に係るエージング補償回路1は、位相比較器3に基準信号が入力されていない場合に、ループフィルタ4から出力された制御電圧に変動量予測回路6が予測した変動量を加算して水晶発振器2に出力するので、基準信号が入力されていない場合において、適切にエージング補償を行うことができる。
<第2の実施形態>
第1の実施形態においては、周波数エージングによる制御電圧の変動量の時間的な変化を示す曲線が対数曲線を示すものとしていたが、第2の実施形態においては、周波数エージングによる制御電圧の変動量の時間的な変化を示す曲線が指数曲線を示すという点で、第1の実施形態と異なる。
図6は、第2の実施形態に係る変動量予測回路6の回路構成図である。図6に示す変動量予測回路6においては、乗算器17に、基準時刻T1における単位変動量に対して所定の比Aが入力されている点で、図3に示した第1の実施形態における変動量予測回路6と異なる。また、ルックアップテーブル18が記憶しているデータが、第1の実施形態におけるルックアップテーブル18と異なっている。
図7は、第2の実施形態に係る制御電圧の変動量の時間的な変化を示す図である。ここで、図7における縦軸は、図3と同様に、制御電圧の変動量を示し、横軸は変動量予測回路6により変動量の測定を開始した時刻からの経過時間を示している。
本実施形態における時間間隔測定部14は、単位変動量(図7に示す指数曲線の傾き)が、基準時刻T1における単位変動量に対して所定の比Aになるまでの時間間隔ΔTを測定する。算出部として機能するタイマ15、変動量保持部16及び乗算器17は、時刻T1+m・ΔT(ただし、T1は基準時刻、mは2以上の整数)における単位変動量をA m−1として算出する。具体的には、図7における時刻T2における単位変動量は、Aであり、時刻T3における単位変動量は、A であり、時刻T4における単位変動量は、A である。
ルックアップテーブル18は、2(ただし、Mは自然数)で時間間隔ΔTiを等分したときの分割点それぞれにおける単位変動量の減少率に対応する係数を有している。それぞれの分割点における係数は、近似曲線の積分値が、近似する対象となる指数減衰曲線の積分値付近になるように設定されている。このようにすることで、位相誤差、すなわち周波数誤差の時間積分を抑制することができる。
予測値補間部19は、制御電圧の変動量を予測する時点までに算出された単位変動量及びルックアップテーブル18に記憶されている複数の係数に基づいて、制御電圧の現在の変動量を予測する。
以上説明したように、エージング特性曲線が指数曲線である場合には、所定の時間間隔ΔTごとの単位変動量を容易に算出できるので、個体差に依存しない補償曲線を、第1の実施形態よりも簡易に得ることができる。
なお、時間間隔測定部14は、測定期間中に単位変動量(傾き)がAまで減少しなかった場合、一次直線等の変化率を用いて得られる補償値を使用してもよい。
(変形例)
第2の実施形態の上記の説明においては、時間間隔測定部14が、単位変動量(図7に示す指数曲線の傾き)が、基準時刻T1における単位変動量に対して所定の比Aになるまでの時間間隔ΔTを測定した。これに対して、時間間隔測定部14は、基準時刻T1に対して所定の時間間隔ΔTが経過した後の時刻T2における単位変動量Aを求め、算出部として機能するタイマ15、変動量保持部16及び乗算器17は、時間間隔測定部14が求めたAを用いて各時刻における単位変動量を算出してもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
1・・・エージング補償回路、2・・・水晶発振器、3・・・位相比較器、4・・・ループフィルタ、5・・・移動平均算出回路、6・・・変動量予測回路、7・・・加算部、8・・・加算部、11・・・遅延回路、12・・・減算器、13・・・初期変動量保持部、14・・・時間間隔測定部、15・・・タイマ、16・・・変動量保持部、17・・・乗算器、18・・・ルックアップテーブル、19・・・予測値補間部、20・・・加算部、21・・・遅延回路、22・・・遅延回路、23・・・減算器、24・・・予測値選択部

Claims (9)

  1. 周波数制御値に基づいて発振信号を出力する水晶発振器における、周波数エージングによる前記周波数制御値の変動量を予測する変動量予測回路であって、
    基準信号が入力されなくなった時刻における前記周波数制御値の単位時間あたりの変動量である初期単位変動量を測定する変動量測定部と、
    前記基準信号が入力されなくなった時刻から、前記周波数制御値の単位時間あたりの変動量である単位変動量が前記初期単位変動量に対して所定の割合になる時刻までの所定の時間間隔の整数倍の時間ごとに、前記単位変動量を算出し、算出した複数の前記単位変動量を前記整数倍の時間に関連付けて保持する算出部と、
    予め記憶された、基準時刻からの経過時間と、前記単位変動量の前記基準時刻からの変化率と、の関係を参照することにより、前記算出部が保持する前記複数の単位変動量に基づいて、前記周波数制御値の現在の変動量を予測する予測部と、
    前記予測部が予測した前記変動量を出力する出力部と、
    を備える変動量予測回路。
  2. 前記単位変動量が前記初期単位変動量の1/K(ただし、K>1)となるまでの時間を前記所定の時間間隔として測定する時間間隔測定部をさらに備え、
    前記算出部は、前記所定の時間間隔に対して、Kをi乗(ただし、i=1、2、3、・・・、n)した値を乗算して得られる時間ごとに前記単位変動量を1/K倍し、当該時間ごとに前記単位変動量を算出する、
    請求項1に記載の変動量予測回路。
  3. 前記単位変動量が、前記初期単位変動量に対して所定の比Aになるまでの時間間隔ΔTを前記所定の時間間隔として測定する時間間隔測定部をさらに備え、
    前記算出部は、時刻T1+m・ΔT(ただし、T1は基準時刻、mは2以上の整数)における前記単位変動量を前記初期単位変動量のA m−1倍として算出する、
    請求項1に記載の変動量予測回路。
  4. 前記所定の時間間隔ΔTを測定する時間間隔測定部をさらに備え、
    前記算出部は、前記基準時刻から前記時間間隔ΔTが経過した後の時刻における前記単位変動量の前記基準時刻における前記初期単位変動量に対する比Aを算出し、時刻T1+m・ΔT(ただし、T1は基準時刻、mは2以上の整数)における前記単位変動量を前記初期単位変動量のA m−1倍として算出する、
    請求項1に記載の変動量予測回路。
  5. 前記単位変動量が算出された時刻からの経過時間と、当該経過時間における前記単位変動量からの変化率とを関連付けて複数記憶するテーブルをさらに備え、
    前記予測部は、前記変動量を予測する時点までに算出された前記単位変動量及び前記テーブルに記憶されている前記変化率に基づいて、現在の前記変動量を予測する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の変動量予測回路。
  6. 前記単位変動量の変化量を測定する測定部をさらに備え、
    前記出力部は、前記単位変動量の変化量が所定量以上の場合に、前記予測部が予測した前記周波数制御値の変動量を選択し、前記単位変動量の変化量が前記所定量未満の場合に、前記初期単位変動量を前記周波数制御値の変動量として選択し、選択した前記周波数制御値の変動量を出力する、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の変動量予測回路。
  7. 前記出力部は、前記単位変動量の変化量が前記所定量未満の場合に、選択された前記周波数制御値の変動量を補正し、補正した後の変動量を出力する、
    請求項6に記載の変動量予測回路。
  8. 入力される周波数制御値に基づいて発振信号を出力する水晶発振器と、
    基準信号の位相と、前記水晶発振器から出力された発振信号の位相とを比較し、位相差に応じた電圧を出力する位相比較器と、
    前記位相比較器から出力された電圧を、前記水晶発振器を制御する前記周波数制御値に変換して出力するループフィルタと、
    前記ループフィルタが出力する前記周波数制御値に基づいて前記変動量を予測する、請求項1から7のいずれか1項に記載の変動量予測回路と、
    前記基準信号が入力されている場合に前記周波数制御値を前記水晶発振器に出力し、前記基準信号が入力されていない場合に、前記周波数制御値に前記変動量を加算して前記水晶発振器に出力する加算部と、
    を備えるエージング補償回路。
  9. 前記ループフィルタと前記変動量予測回路との間に、前記ループフィルタが出力する前記周波数制御値の移動平均を算出して前記変動量予測回路に出力する移動平均算出回路をさらに備える、
    請求項8に記載のエージング補償回路。
JP2015052230A 2014-03-19 2015-03-16 変動量予測回路及びエージング補償回路 Expired - Fee Related JP6599624B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015052230A JP6599624B2 (ja) 2014-03-19 2015-03-16 変動量予測回路及びエージング補償回路

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014056234 2014-03-19
JP2014056234 2014-03-19
JP2015052230A JP6599624B2 (ja) 2014-03-19 2015-03-16 変動量予測回路及びエージング補償回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015195578A JP2015195578A (ja) 2015-11-05
JP6599624B2 true JP6599624B2 (ja) 2019-10-30

Family

ID=54434229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015052230A Expired - Fee Related JP6599624B2 (ja) 2014-03-19 2015-03-16 変動量予測回路及びエージング補償回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6599624B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067830B1 (ko) 2017-09-25 2020-01-17 효성중공업 주식회사 Ess 출력 제어 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3337997B2 (ja) * 1999-03-29 2002-10-28 松下電器産業株式会社 周波数検出型位相同期回路
JP3328218B2 (ja) * 1999-05-12 2002-09-24 日本電気株式会社 Pll回路
JP2006121171A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 周波数補正機能付きクロック供給装置
JP4569572B2 (ja) * 2004-12-17 2010-10-27 三菱電機株式会社 クロック信号生成装置および無線基地局
JP5135586B2 (ja) * 2008-08-27 2013-02-06 古野電気株式会社 基準信号発生装置
US8736394B2 (en) * 2010-01-13 2014-05-27 Furuno Electric Co., Ltd. Reference frequency generating device
JP2013207685A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Nec Access Technica Ltd 発振システム、電子機器および周波数制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015195578A (ja) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5319790B2 (ja) 基準周波数発生装置
US7741924B2 (en) Temperature-compensated crystal oscillator and temperature compensation method for oscillator
JP4377696B2 (ja) 周波数変換器と使用方法
US10516405B2 (en) Semiconductor devices and methods of operating the same
US20180278260A1 (en) Bandwidth adjustment method and associated bandwidth adjustment circuit and phase recovery module
JP5931152B2 (ja) 温度補正機能付きタイミング信号発生器
US8988151B2 (en) Method and apparatus to improve performance of GPSDO's and other oscillators
JP5931151B2 (ja) 温度補正機能付きタイミング信号発生器
US20140144233A1 (en) Apparatus and method for automatic gain control of sensor, and sensor apparatus
JP6599624B2 (ja) 変動量予測回路及びエージング補償回路
US10075285B2 (en) Loop bandwidth adjusting method for phase locked-loop unit and associated loop bandwidth adjusting unit and phase recovery module
WO2020015828A1 (en) Method and apparatus for digital quartz temperature and drift compensation for a sleep timer of a nb-iot device
JP2009177771A (ja) 発振回路装置の経年劣化補償方法及び制御モジュール
JP6033156B2 (ja) 発振装置
US10992260B2 (en) Oscillator device
JP6564250B2 (ja) 発振装置
JPH10322198A (ja) フェーズロックドループ回路
US10298242B2 (en) Phase control oscillator
JP2017153024A (ja) 基準周波数発生装置
US8248122B2 (en) Digital PLL circuit and method of controlling the same
JP6171522B2 (ja) デジタル制御発振器及び出力周波数制御方法
JP5424473B2 (ja) 発振回路
JP2017212543A (ja) 選択方法、製造方法及び周波数シンセサイザ
RU2494535C1 (ru) Способ формирования частоты и фазы выходного сигнала управляемого генератора блока синхронизации в режиме удержания
JP2014110757A (ja) モータ制御装置及びモータ制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190924

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6599624

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees